基于深度学习的森林移动机器人树干检测

胡峻峰, 朱昊, 黄晓文, 李柏聪, 赵亚凤

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森林工程 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (04) : 109-114.

基于深度学习的森林移动机器人树干检测

  • 胡峻峰, 朱昊, 黄晓文, 李柏聪, 赵亚凤
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国家自然科学基金(32202147)

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摘要

基于视觉导航的森林移动机器人具有机器人作为边缘设备算力有限、导航效果受光照影响较大的问题。为此,提出一种轻量化的树干检测方法,该方法基于YOLOv7-tiny模型,采用可见光图像与热成像图像作为输入,导航效果受光照影响较小;同时采用基于部分通道卷积(Partial Convolution,PConv)的特征提取模块-部分通道卷积高效层聚合网络(Partial Efficient Layer Aggregation Networks,P-ELAN),对基准模型进行轻量化改进;在训练阶段用alpha-CIoU损失函数替换原始的CIoU损失函数,提高边界框回归的准确性。结果表明,所提出的森林移动机器人树干检测方法相较于原始YOLOv7-tiny模型参数量减少31.7%,计算量减少33.3%,在图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和中央处理器(Central Processing Unit,CPU)上的推理速度分别提升了33.3%和7.8%。修改后的模型在保持对树干检测精度基本不变的基础上更加轻量化,成为部署在机器人等边缘设备上的理想选择。

关键词

树干检测 / 森林移动机器人 / 目标检测 / 热成像 / 轻量化

中图分类号

TP242 / TP18 / S712

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胡峻峰, 朱昊, 黄晓文, 李柏聪, 赵亚凤. 基于深度学习的森林移动机器人树干检测. 森林工程. 2024, 40(04): 109-114
国家自然科学基金(32202147)[J]. Forest Engineering. 2024, 40(04): 109-114

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